兰州交通大学：《大学物理实验》课程教学资源（PPT课件讲稿）液体粘滞系数的测定

物理实验中心 液体粘滞系数的测定

液体粘滞系数的测定

、 实验目的 1、观察液体中的内摩擦现象 2、掌握用落球法测粘滞系数的原理和方法

一、实验目的 1、观察液体中的内摩擦现象 2、掌握用落球法测粘滞系数的原理和方法

二、 实验原理 当流体（液体和气体）在管道中流动时，管道 中心处流速最大，越靠近管壁流速越小，说明在各 流层间有内摩擦力（也称为粘滞力）存在。流体的 这种性质称为粘滞性。粘滞系数是反映流体内部内 摩擦力大小的物理量，是流体的重要性质之一。 对于液体，粘滞系数与液体的性质。温度和流速 有关。液体粘滞系数的测量在工程技术上有广泛的应 用。如：机械的润滑，石油在管道中的输送，油脂涂 料，医疗和药物等方面，都鼎测定粘滞系数。 测量液体粘滞系数的方法有多种，如落球法、转 筒法、毛细首法等，其中落球法是最基本的一种，它 可用于测量粘度较大的透明或半透明液体，如蓖麻油、 变压器油中甘道

二、实验原理 当流体（液体和气体）在管道中流动时，管道 中心处流速最大，越靠近管壁流速越小，说明在各 流层间有内摩擦力（也称为粘滞力）存在，流体的 这种性质称为粘滞性。粘滞系数是反映流体内部内 摩擦力大小的物理量，是流体的重要性质之一。 对于液体，粘滞系数与液体的性质，温度和流速 有关。液体粘滞系数的测量在工程技术上有广泛的应 用。如：机械的润滑，石油在管道中的输送，油脂涂 料，医疗和药物等方面，都需测定粘滞系数。 测量液体粘滞系数的方法有多种，如落球法、转 筒法、毛细管法等，其中落球法是最基本的一种，它 可用于测量粘度较大的透明或半透明液体，如蓖麻油、 变压器油、甘油等

当金属小球在粘性液体中下落时 小球的重力m馆 受到三个铅直方向的力 液体作用于小球的浮力 m够 粘滞阻力F (其方向与小球运动方向相反)

当金属小球在粘性液体中下落时 受 到 三 个 铅 直 方 向 的 力 v mg 小球的重力mg 液体作用于小球的浮力f 粘滞阻力F （其方向与小球运动方向相反）。 f F

如果液体无限深广，在小球下落速度较小的情况 下，有： F=6π1NT (1) 上式称为斯托克斯公式，式中，为液体的粘滞系数， 单位是PaS,r为小球的半径

如果液体无限深广，在小球下落速度较小的情况 下，有： 上式称为斯托克斯公式，式中，η为液体的粘滞系数， 单位是Pa•S，r为小球的半径。 F = 6 v r （1）

小球开始下落时，由于速度尚小，所以阻力不大， 但是随着下落速度的增大，阻力也随之增大。 最后，三个力达到平衡，即： g=P液gV+6πnv (2) 于是小球开始作匀速直线运动

小球开始下落时，由于速度尚小，所以阻力不大， 但是随着下落速度的增大，阻力也随之增大。 最后，三个力达到平衡，即： mg =  液 gV + 6 rv (2) 于是小球开始作匀速直线运动

由（2)式可得： (m-VP液)g 7 (3) 6nvr m= 令小球的直径为d,可得： 6 L d (p-p液)8d2t t 2 (4) 18L 式中，ρ为小球材料的密度，L为小球匀速下落的 距离，为小球下落距离L所用的时间

由（2）式可得： 令小球的直径为d，可得： （3） v r m V g    6 ( − 液 ) = L gd t 18 ( ) 2   液  − = （4） 式中，ρ为小球材料的密度，L为小球匀速下落的 距离，t为小球下落距离L所用的时间。   3 6 m = d t L v = 2 d r =

实验时，待测液体盛于容器中，故不能满足无 限深广的条件，实验证明上式应该进行修正。 测量表达式为： D (p-P)gd't 18L +24月 H 式中D为容器的内径

实验时，待测液体盛于容器中，故不能满足无 限深广的条件，实验证明上式应该进行修正。 测量表达式为： (1 2.4 ) 1 18 ( ) 2 D L d gd t +  − =   液  式中D为容器的内径

三、 实验仪器 FD-VM-2 茨球法粘滞系数测定仪 激光发射器 激光接收器 激光光电计 蓖麻油 时仪 00056

三、实验仪器 FD-VM-2 落球法粘滞系数测定仪 激光发射器 激光接收器 蓖麻油 激光光电计 时仪

四、实验内容 1、用千分尺测量小球的直径，共测5个球，每个球 从不同的方向测量3次 26957aM

四、实验内容 1、用千分尺测量小球的直径，共测5个球，每个球 从不同的方向测量3次